Рабочая программа учебной дисциплины «электронные промышленные устройства»

Скачать 159.93 Kb.

Название	Рабочая программа учебной дисциплины «электронные промышленные устройства»
Дата публикации	25.03.2015
Размер	159.93 Kb.
Тип	Рабочая программа

100-bal.ru > Информатика > Рабочая программа

ПЕРВОЕ ВЫСШЕЕ ТЕХНИЧЕСКОЕ УЧЕБНОЕ ЗАВЕДЕНИЕ РОССИИ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Согласовано	Утверждаю
___________________ Руководитель ООП по направлению 210100 декан ЭФ проф. В.А. Шпенст	_______________________ Зав.кафедрой ЭС проф. В.А. Шпенст

РАБОЧАЯ ПРОГРАММА

УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЫ

«ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРОМЫШЛЕННЫЕ УСТРОЙСТВА»

Направление подготовки бакалавра
210100–электроника и наноэлектроника
Профиль промышленная электроника
Квалификация выпускника: бакалавр
Форма обучения: очная

Составитель: доцент каф. ЭС В.Г. Терехов

Санкт-Петербург

2012

1. Цели и задачи дисциплины:

Целью изучения дисциплины «Электронные промышленные устройства» является подготовка специалистов, обладающих широким кругозором в электронике и системотехнике и умением рационально подходить к решению задач, связанных с проектированием современных электронных промышленных устройств, приобретение студентами знаний принципов построения, функциональных возможностей, методов разработки и использования современных электронных систем управления и контроля.
Задачи изучения дисциплины – В результате изучения курса студент должен усвоить основные методы измерения и преобразования информации, проводить классификацию информационных промышленных устройств по структурному и функциональному признакам; их основные узлы и звенья; оценку возможности передачи сигнала отсчетами; модуляция сигналов; анализ и синтез цифровых устройств, уметь производить выбор электронных блоков и узлов при проектировании сложных электронных промышленных устройств различного назначения с применением микропроцессорной техники; иметь представление о путях дальнейшего развития электронных промышленных устройств и их применения в промышленности.
2. Место дисциплины в структуре ООП:

Дисциплина «Электронные промышленные устройства» представляет собой самостоятельную дисциплину, способствующую развитию профессиональной культуры. «Электронные промышленные устройства» базируется на дисциплинах «Физические основы электроники», «Схемотехника», «Полупроводниковые приборы», «Электроника электропривода», «Программные средства ПЭВМ», «Теория автоматического управления», «Основы микропроцессорной техники» и, в свою очередь, является базовой дисциплиной для последующих дисциплин: «Конструирование электронных устройств» и «Отладочные средства микропроцессорных систем».

3. Требования к результатам освоения дисциплины:

Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих компетенций:

ОК-1 - владеть культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения;

ОК6- Способность стремиться к саморазвитию, повышению своей квалификации и мастерства;

ПК3- Готовность учитывать современные тенденции развития электроники, измерительной и вычислительной техники, информационных технологий в своей профессиональной деятельности;

ПК5 - Способность владеть основными приемами обработки и представления экспериментальных данных;

ПК9- Способность осуществлять сбор и анализ исходных данных для расчета и проектирования электронных приборов, схем и устройств различного промышленного назначения;

ПК10- Готовность выполнять расчет и проектирование электронных приборов, схем и устройств различного функционального назначения в соответствии с техническим заданием с использованием средств автоматизации проектирования;

ПК11- Способность разрабатывать проектную и техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы;

В результате изучения дисциплины студент должен:

Знать:

Основные положения теории информации;
типовые схемотехнические решения, применяемые в промышленных устройствах;
основные разновидности аналоговых функциональных узлов и блоков дискретного действия;
условия применения микросхем в аппаратуре промышленного назначения;
основные принципы проектирования схем специального назначения.

Уметь:

производить выбор аналоговых и дискретных устройств для промышленных систем и установок;
выполнять испытания типовых элементов электронной аппаратуры;
вести проектирование и расчет микросхем с помощью ЭВМ;
иметь представление о дальнейших путях развития микроэлектроники и схемотехники;
совершенствовать приемы и методы проектирования с использованием новейшей элементной базы.

Владеть:

методами и средствами создания, анализа и контроля правильности электрических схем проектируемых устройств;
средствами создания, электронных промышленных устройств с применением микропроцессорной техники.

4. Объем дисциплины и виды учебной работы

Общая трудоемкость дисциплины составляет ____6____ зачетные единицы.

Вид учебной работы	Всего часов	Семестры
Вид учебной работы	Всего часов	8
Аудиторные занятия (всего)	60	60
В том числе:	-
Лекции	24	24
Практические занятия (ПЗ)	24	24
Семинары (С)
Лабораторные работы (ЛР)	12	12
Самостоятельная работа (всего)	120	120
В том числе:
Курсовой проект (работа)	18	18
Расчетно-графические работы
Реферат
Другие виды самостоятельной работы
Подготовка к практическим занятиям, выполнение проверочных работ для текущего контроля знаний.	18	18
Вид промежуточной аттестации (зачет, экзамен)	экзамен	экзамен
Общая трудоемкость час зач. ед.	216	216
Общая трудоемкость час зач. ед.	6	6

5. Содержание дисциплины

5.1. Содержание разделов дисциплины

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Содержание раздела
1	Информационные характеристики устройств управления.	1.1. Классификация сигналов и сообщений. Способы их представления и основные параметры. Области применения электронных промышленных устройств различного назначения. Классификация информационных устройств промышленной электроники по структурному и функциональному признакам, основные функциональные узлы и звенья электронных промышленных устройств. Информация в устройствах управления. Меры количества информации. Сигналы и сообщения. Виды сигналов. Детерминированные и случайные сигналы, Гармонический анализ детерминированных сигналов. Их количественные характеристики: временные и спектральные. 1.2. Дискретизация по времени, квантование по уровню и кодирование информационных сигналов. Основные виды сигналов. Необходимость дискретизации и квантования информационных сигналов. Дискретизация по уровню. Квантование и по времени. Оценка возможности передачи сигнала отсчетами. Основные критерии дискретизации (дискретизация по Котельникову и по Железнову). Кодирование информационных сигналов цифровыми кодами. Виды цифровых кодов. Помехозащищенные коды. Оценка возможности передачи сигнала отчета цифровыми кодами. Понятие об избыточности информации. Количественная оценка информации в сообщениях, скорость передачи информации, и ограничения, обусловленные свойствами канала передачи.
2	Аналоговое преобразование информационных сигналов.	2.1. Устройства аналогового преобразования информационных сигналов. Аналоговые преобразования информационных сигналов: Функциональные преобразователи и аналоговые вычислители (устройства суммирования, вычитания, дифференцирования, интегрирования, логарифмирования и экспоненцирования аналоговых сигналов). Пассивные и активные частотные фильтры. Практические схемы фильтров и их применения. Аналоговые компараторы. Назначение и основные параметры компараторов. Принципы построения и применения компараторов. Аналоговые ключи и коммутаторы. Принципы построения и применения коммутаторов. Аналоговые мультиплексоры. 2.2. Модуляция и демодуляция сигналов. Модуляция гармонического сигнала. Информационный и несущий сигналы. Амплитудная, частотная и фазовая модуляция гармонического несущего сигнала (АМ, ЧМ и ФМ), области применений, спектры АМ -, ЧМ - и ФМ- сигналов. Амплитудная модуляция как преобразование с переносом спектра информационного сигнала. Спектры ЧМ - и ФМ - сигналов. Детектирование АМ - ЧМ - и ФМ - сигналов. Помехи и искажения при передаче сигналов. Потери информации при наличии помех. Схемы модуляторов и демодуляторов (детекторов). Модуляция импульсных сигналов. Амплитудная, частотная и широтная импульсная модуляция (АИМ, ЧИМ и ШИМ). Оценка уровня помех, вносимых в передаваемый информационный сигнал при АИМ, ЧИМ и ШИМ. Схемы модуляторов и демодуляторов импульсных модулированных сигналов, их достоинства и недостатки.
3	Описание, анализ и синтез цифровых устройств	3.1. Анализ и синтез цифровых устройств комбинационного типа. Комбинационные схемы. Алгебра логики. Минтермы и макстермы. Логические функции. Основные свойства логических функций. Базовые логические элементы цифровой электроники. Полные системы логических функций. Алгоритмы минимизации логических функций. Анализ и синтез комбинационных цифровых устройств. Типовые комбинационные устройства: шифраторы и дешифраторы, мультиплексоры и демультиплексоры, цифровые компараторы, полусумматоры и сумматоры, арифметико-логические устройства. Построение комбинационных логических устройств в базисе стандартных цифровых микросхем. 3.2. Анализ и синтез цифровых устройств последовательностного типа. Содержательное и формализованное описание автоматов с памятью. Кодирование входов, выходов, внутренних состояний. Таблицы переходов и выходов, графы автоматов Мура и Мили. Автоматы с памятью на основе логических схем с обратными связями. Триггеры RS, JК, D, Т-типов; Триггерные устройства. Счетчики с управляемым коэффициентом пересчета, реверсивные счетчики, регистры памяти, регистры сдвига. Структурная реализация автоматов. Синтез узлов, обеспечивающих заданные переходы и выходы автоматов. Гонки в автоматах.
4	Преобразование цифровой и аналоговой информации	4.1. Устройства преобразования цифровой информации в аналоговую. Цифро-аналоговые преобразователи (ЦАП). Основные параметры ЦАП. Погрешности преобразования и их источники. ЦАП на резистивных матрицах с весовыми двоично-взвешенными сопротивлениями ЦАП на матрицах типа R - 2R. с суммированием токов. Особенности применения микросхем ЦАП. 4.2. Устройства преобразования аналоговой информации в цифровую (аналого-цифровые преобразователи). Аналого-цифровые преобразователи (АЦП) последовательные, параллельные и последовательно-параллельные. Основные параметры АЦП. Погрешности преобразования и их источники. Особенности применения АЦП. 4.3. Системы сбора и распределения данных. Системы сбора данных (ССД). Структурные схемы ССД с мультиплексированием аналоговых и цифровых сигналов. Системы распределения данных (СРД). Структурные схемы СРД с распределением данных в цифровой и аналоговой формах.
5	Применение микропроцессорных систем в устройствах промышленной электроники.	5.1. Назначение, структура, принцип работы программируемых логических коннтроллеров (ПЛК) Назначение и структура программируемых логических коннтроллеров (ПЛК). Классификация входов и выходов ПЛК. Работа ПЛК в системах реального времени Рабочий цикл и время реакции ПЛК Интеграция ПЛК в систему управления предприятием. 5.2. Программное обеспечение ПЛК. Инструментальное программное обеспечение стандарта МЭК. 61131 Инструментальные средства программирования ПЛК. Инструменты комплексов программирования ПЛК. Средства реализации выполнения программ. Языки программирования МЭК: Диаграммы SFC; Список инструкций IL; Структурированный текст ST; Релейные диаграммы LD; Функциональные диаграммы FBD.

5.2 Разделы дисциплины и междисциплинарные связи с обеспечиваемыми (последующими) дисциплинами

.

№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	№ № разделов данной дисциплины, необходимых для изучения обеспечиваемых (последующих) дисциплин
№ п/п	Наименование обеспечиваемых (последующих) дисциплин	1	2	3	4	5
1	«Конструирование электронных устройств»		+		+
2	«Отладочные средства микропроцессорных систем»	+		+		+

5.3. Разделы дисциплин и виды занятий

№ п/п	Наименование раздела дисциплины	Лекц.	Практ. зан.	Лаб. зан.	Семин	СРС	Все-го час.
1	Информационные характеристики устройств управления.	4	4				8
2	Аналоговое преобразование информационных сигналов.	4					4
3	Описание, анализ и синтез цифровых устройств	4	8	2			14
4	Преобразование цифровой и аналоговой информации	6		6			12
5	Применение микропроцессорных систем в устройствах промышленной электроники.	6	12	4			22

6. Лабораторный практикум

№ п/п	№ раздела дисциплины	Тематика лабораторных занятий	Трудо-емкость (час.)
1	4	Исследование функционирования ЦАП	4
2	4	Исследование функционирования АЦП	2
3	3	Синтез и исследование функционирования цифровых автоматов с памятью	2
4	5	Практическое использование аналоговой периферии микроконтроллеров	4

7. Практические занятия (семинары)

№ п/п	№ раздела дисциплины	Тематика практических занятий (семинаров)	Трудо-емкость (час.)
1	1	Расчёт информационных характеристик устройств	4
2	3	Синтез комбинационных логических схем	4
3	3	Синтез цифрового автомата	4
4	5	Разработка программ использования ЦАП МК	4
5	5	Разработка программ использования АЦП МК	4
6	5	Разработка программ на языках МЭК	4

8. Примерная тематика курсовых проектов (работ)
Синтез цифрового автомата с памятью.
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины:

а) основная литература:

Никамин В.А. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи. Справочник. – СПб.: КОРОНА принт, 2003. – 224с.
Пухальский Г. И., Новосельцева Т. Я. Цифровые устройства: Учебное пособие для втузов. – СПб.: Политехника, 1996. – 885 с.
Угрюмов Е. П. Цифровая схемотехника. – СПб.: БХВ - Петербург, 2004. – 528 с.

б) дополнительная литература:

Абакумов В. Г. Электронные промышленные устройства.— Киев: Вища школа. 1978
Электронные промышленные устройства.: Учеб. Для студ. Вузов. В. И. Васильев, Ю. М. Гусев, В.Н. Миронов и дрю-М.: Высш. шк., 1988.-303 С.

в) программное обеспечение.

Комплекс программных продуктов САПР Design Suite.

Комплекс программных продуктов CoDeSys.

Интегрированная среда разработки IDE (Integrated Development Environment) фирмы Silicon Laboratories.
г) базы данных, информационно-справочные и поисковые системы

Не предусмотрены.

10. Материально-техническое обеспечение дисциплины:

Контрольная работа выполняется в электронном виде, в компьютерном классе кафедры электронных систем, с использованием комплекса программных продуктов САПР Design Suite и ресурсов библиотеки Горного университета.

11. Методические рекомендации по организации изучения дисциплины:

Рабочая программа предусматривает возможность обучения в рамках поточно-групповой системы обучения. Для текущего контроля успеваемости используется устный опрос.

Разработчик:

Каф. ЭС		доцент		Терехов В.Г.
(место работы)		(занимаемая должность)		(инициалы, фамилия)

Добавить документ в свой блог или на сайт

	Программа дисциплины «Лазерные информационные и управляющие си стемы»... Программа предназначена для преподавателей, ведущих данную дисциплину, учебных ассистентов и студентов направления подготовки специальности...		Рабочая программа по учебной дисциплине история и философия науки Радиотехника, в т ч системы и устройства телевидения; 05. 12. 07 Антенны, свч-устройства и их технологии; 05. 12. 13 Системы, сети...
	Что такое электронные образовательные ресурсы (эор)? ...		Что такое электронные образовательные ресурсы (эор)? ...
	Рабочая программа по учебной дисциплине Устройства преобразования и обработки Рабочая программа дисциплины «Устройства преобразования и обработки информации (упои)»		Рабочая программа учебной дисциплины «Электрические и электронные аппараты» Рабочая программа предназначена для преподавания дисциплины вариативной части естественно научного цикла студентам очной и заочной...
	Темы вашего учебного проекта Существующие устройства ввода, работа с ними, занесение данных в персональный компьютер. Устройства ввода графической информации,...		Темы вашего учебного проекта Существующие устройства ввода, работа с ними, занесение данных в персональный компьютер. Устройства ввода графической информации,...
	Электронные образовательные ресурсы (учебные материалы, для воспроизведения... Пк – в управлении образовательным учреждением, мультимедийное оборудование: экран, 1 проектор, 3 принтера, 1 сканер, 6 музыкальных...		Рабочая программа учебной дисциплины (рпуд) «банковские информационные... Рабочая программа составлена в соответствии с требованиями федерального государственного стандарта высшего профессионального образования...
	Рабочая программа по дисциплине Электротехника и электроника Целью дисциплины является теоретическая и практическая подготовка специалистов неэлектротехнических профилей в области электротехники...		Рабочая программа по дисциплине Электротехника и электроника Целью дисциплины является теоретическая и практическая подготовка специалистов неэлектротехнических профилей в области электротехники...
	Рабочая программа по дисциплине Электротехника и электроника Целью дисциплины является теоретическая и практическая подготовка специалистов неэлектротехнических профилей в области электротехники...		Рабочая программа по дисциплине Электротехника и промышленная электроника Целью дисциплины является теоретическая и практическая подготовка специалистов неэлектротехнических профилей в области электротехники...
	Рабочая программа по дисциплине Электротехника и промышленная электроника Целью дисциплины является теоретическая и практическая подготовка специалистов неэлектротехнических профилей в области электротехники...		Программа учебной дисциплины б. 13 Конструкция и эксплуатационные свойства т и ттмо Цель дисциплины: освоение бакалаврами компетенций в области специальных теоретических и практических знаний устройства, работы и...

Рабочая программа учебной дисциплины «электронные промышленные устройства»

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ «ГОРНЫЙ»

Похожие: